呂靜，朱建華 （吉林建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118）

1 引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地?zé)o序蔓延，嚴(yán)重威脅著區(qū)域的生態(tài)安全。如何協(xié)調(diào)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)用地開(kāi)發(fā)擴(kuò)張之間的關(guān)系，逐漸成為國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的建設(shè)用地開(kāi)發(fā)大多根據(jù)各地的經(jīng)濟(jì)需求來(lái)制定，而以生態(tài)安全格局為基礎(chǔ)來(lái)指導(dǎo)城鎮(zhèn)建設(shè)用地開(kāi)發(fā)的研究比較少。生態(tài)安全格局起源于景觀生態(tài)學(xué)，對(duì)景觀過(guò)程和空間分布進(jìn)行分析獲得兩二者之間的時(shí)空關(guān)系。生態(tài)安全格局的構(gòu)建一般都采用建立最小累積阻力模型（MCR模型）[1～2]。通過(guò)MCR模型進(jìn)而分析土地利用和生態(tài)要素之間的關(guān)系，從而劃定生態(tài)安全格局。

安圖縣境內(nèi)存在長(zhǎng)白山等自然保護(hù)區(qū)，生態(tài)空間占安圖縣內(nèi)的絕大多數(shù)。本文以安圖縣為例，運(yùn)用GIS的空間分析功能和MCR模型等，通過(guò)建立生態(tài)安全格局，探討安圖縣生態(tài)保護(hù)和建設(shè)用地開(kāi)發(fā)之間的關(guān)系，從而提出安圖縣土地開(kāi)發(fā)建設(shè)的策略，為未來(lái)安圖縣城市開(kāi)發(fā)邊界的劃定和地方政策的制定提供了參考依據(jù)。

2 研究區(qū)域概況

安圖縣位于吉林省東部、延邊朝鮮族自治州西南部。長(zhǎng)白山主峰及天池瀑布等主景區(qū)坐落在縣境南部，地理位置介于 127°48—129°11′E，42°01—43°24N，縣域總面積7444km2。安圖縣是長(zhǎng)白山地區(qū)綠色生態(tài)屏障的重要組成部分，安圖縣隸屬大陸低山地貌，縣域內(nèi)地形復(fù)雜，高差大，垂直分布極為明顯，其中林地面積約占縣域總面積的91%，縣域內(nèi)植物種類繁多，礦產(chǎn)資源豐富。旅游資源得天獨(dú)厚，長(zhǎng)白山北坡是該縣最重要的旅游區(qū)，有“長(zhǎng)白山第一縣”的美稱。

3 數(shù)據(jù)與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

由于安圖縣近年來(lái)用地性質(zhì)變化不大，數(shù)據(jù)主要采用的是安圖縣自然資源規(guī)劃局提供的2014年第二次全國(guó)土地調(diào)查土地利用圖斑，安圖縣行政區(qū)劃圖和相關(guān)規(guī)劃圖件文本，以及安圖縣2020年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、安圖縣第四次全國(guó)經(jīng)濟(jì)普查公報(bào)作為基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。其次，選取地理空間數(shù)據(jù)云上2016年云量小于20%，時(shí)間為7月～8月份的GDEMV2 30M分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)進(jìn)行下載，將其數(shù)據(jù)導(dǎo)入Arc?Gis10.7軟件中進(jìn)行分析。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和計(jì)算單位的統(tǒng)一性，相關(guān)空間數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)高斯克呂格投影處理，將其地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成CGCS2000坐標(biāo)系。

3.2 生態(tài)安全格局理論

本文的理論基礎(chǔ)是生態(tài)安全格局理論，生態(tài)安全格局理論也被稱為景觀安全格局理論，其對(duì)維護(hù)或控制特定地段的某種生態(tài)過(guò)程有著重要的意義。通過(guò)建立最小累積阻力模型，分析影響生態(tài)安全格局的因素，劃分安圖縣縣域的生態(tài)安全格局組分，進(jìn)而判別該區(qū)域內(nèi)的生態(tài)安全狀況。最小累積阻力模型就是從“源”地出發(fā)克服不同類型的阻力所做的最小功或所累積耗費(fèi)的最小成本。阻力值側(cè)重反映某生態(tài)景觀要素，經(jīng)過(guò)不同的土地景觀單元所耗費(fèi)的阻力大小，即生態(tài)阻力值，計(jì)算公式：

公式當(dāng)中：Dij代表著物種從源j經(jīng)過(guò)景觀i到達(dá)空間某點(diǎn)的距離；Ri代表著生態(tài)景觀i對(duì)該運(yùn)動(dòng)的阻力。從公式中可以得知，物種遷徙景觀類型和距離有一定潛在的關(guān)系[3]。

該模型雖受生態(tài)源地、阻力面及阻力因子選取以及權(quán)重的界定等的影響，對(duì)生態(tài)安全格局的界定有一定的主觀性，但通過(guò)劃定生態(tài)安全格局以生態(tài)約束的角度來(lái)指導(dǎo)未來(lái)城市建設(shè)用地的開(kāi)發(fā)，對(duì)未來(lái)城市劃定城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界以及維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全提供了借鑒意義。

3.3 生態(tài)安全格局構(gòu)建

3.3.1 生態(tài)源地確定

生態(tài)源地的確定是生態(tài)安全格局構(gòu)建的難點(diǎn)，生態(tài)源地能夠提供關(guān)鍵生態(tài)服務(wù)、保證生態(tài)斑塊的連續(xù)性和整體性，更可以防止生態(tài)系統(tǒng)退化引起的各種生態(tài)問(wèn)題。

根據(jù)研究區(qū)域?qū)嶋H分析，安圖縣作為東北地區(qū)生態(tài)屏障，全縣森林覆蓋率達(dá)87%，為了保證生態(tài)斑塊的連續(xù)性和完整性，本文通過(guò)ArcGis軟件篩選出50hm2以上的連續(xù)水面以及大面積連續(xù)林地作為生態(tài)源地，生態(tài)源地共1793.04hm2，占安圖縣縣域面積的24.10%。

3.3.2 阻力面及阻力因子確定

林地對(duì)保持生態(tài)平衡以及維護(hù)生物多樣性有著巨大的作用，并且林地作為生物遷徙及運(yùn)動(dòng)時(shí)的主要場(chǎng)所，進(jìn)而影響了各生物聚落的分布。生物的擴(kuò)散及遷徙運(yùn)動(dòng)主要受地形地貌和土地覆被類型所影響。因此，本文選取了地形地貌和土地覆被類型兩大方面作為阻力因子，其中地形地貌中選取研究區(qū)域的高程、坡度、地形起伏度作為主要的阻力因子，根據(jù)專家打分和前人研究結(jié)果，并將其賦予相對(duì)的權(quán)重和阻力系數(shù)[4～5]（見(jiàn)表1），阻力值反映的是生物在不同要素運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)的強(qiáng)弱程度，阻力值介于1～20之間，數(shù)值越大，表明生物運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要克服的阻力越大，反之亦然。

研究區(qū)阻力因子與阻力系數(shù) 表1

4 結(jié)果分析

4.1 生態(tài)安全格局構(gòu)建結(jié)果分析

通過(guò)ArcGis軟件將不同阻力因子按照各自的權(quán)重進(jìn)行疊加分析，得到了安圖縣生態(tài)源地向外擴(kuò)張的阻力成本，再通過(guò)成本距離工具進(jìn)行分析，獲得了最小累積阻力面。在此基礎(chǔ)上，將其分為四個(gè)等級(jí)，從而形成安圖縣低、中、較高、高生態(tài)安全格局（見(jiàn)圖1）。從圖上可知，阻力值越大，生態(tài)保護(hù)的壓力越小，生態(tài)安全格局水平越高，也就越適宜經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)。

圖1 安圖縣生態(tài)安全格局等級(jí)圖

4.2 生態(tài)安全格局與土地利用現(xiàn)狀疊加分析

將安圖縣生態(tài)安全格局與現(xiàn)有土地利用進(jìn)行疊加分析，得出不同種類的用地，在不同生態(tài)安全等級(jí)之間所占的面積比重。源及低安全水平用地為3493.72km2，占全縣域面積的46.96%。為了維護(hù)安圖縣作為長(zhǎng)白山重要生態(tài)屏障的作用，必須嚴(yán)格限制源及低安全水平用地的開(kāi)發(fā)，將該區(qū)域設(shè)置成禁止建設(shè)開(kāi)發(fā)的區(qū)域，并加強(qiáng)該區(qū)域的生態(tài)資源保護(hù)，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。高安全水平區(qū)域用地共計(jì)390.67 km2，占全縣用地的5.25%。由于其生態(tài)穩(wěn)定性強(qiáng)，可將該區(qū)域作為未來(lái)城市開(kāi)發(fā)擴(kuò)展優(yōu)先發(fā)展的區(qū)域；中等安全水平和較高安全水平的總用地面積為3555.52 km2，占研究區(qū)域面積的47.49%。將該區(qū)域作為城鎮(zhèn)發(fā)展的備用地，也作為適度發(fā)展區(qū)和控制發(fā)展區(qū)，但也需嚴(yán)格控制該區(qū)域的土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和用地性質(zhì)[6]。

4.3 基于生態(tài)安全格局的綜合發(fā)展分區(qū)

本文通過(guò)對(duì)安圖縣生態(tài)安全格局的構(gòu)建，分為四個(gè)生態(tài)安全等級(jí)，將生態(tài)源地及低安全水平地區(qū)作為禁止開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)，以生態(tài)約束的角度來(lái)控制建設(shè)用地的開(kāi)發(fā)，相比于之前僅以區(qū)域的經(jīng)濟(jì)需求角度來(lái)指導(dǎo)建設(shè)用地的開(kāi)發(fā)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)空間布局僅考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展而輕視生態(tài)保護(hù)的缺陷。本文將以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為評(píng)價(jià)單元，以生態(tài)安全格局得分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，將生態(tài)安全格局4個(gè)等級(jí)分別按照從低到高的原則賦予1,2,3,4分，結(jié)合各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)在不同生態(tài)安全等級(jí)中的面積比重，加權(quán)累加獲得安圖縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)安全格局得分（見(jiàn)表2），以此來(lái)表達(dá)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)安全的等級(jí)，得分越高代表生態(tài)安全等級(jí)越高，開(kāi)發(fā)建設(shè)時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響力也就越小，就可作為城市開(kāi)發(fā)建設(shè)時(shí)的首要選擇，反之亦然。

安圖縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)安全等級(jí)得分 表2

4.4 基于生態(tài)安全格局的建設(shè)用地開(kāi)發(fā)策略

通過(guò)對(duì)安圖縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)安全等級(jí)得分由從高到低進(jìn)行排序，根據(jù)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)得分進(jìn)行分類，將得分低于1.5的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)定為禁止開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)；得分在1.5～2.0之間的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)定為控制建設(shè)開(kāi)發(fā)區(qū)；得分在2.0～2.5之間的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)定為適度建設(shè)開(kāi)發(fā)區(qū)；得分在2.5以上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)定為優(yōu)先建設(shè)發(fā)展區(qū)（見(jiàn)圖2），并對(duì)各個(gè)城鎮(zhèn)提出開(kāi)發(fā)策略。

圖2 安圖縣縣域發(fā)展等級(jí)分區(qū)

①優(yōu)先建設(shè)發(fā)展區(qū)：包括永慶鄉(xiāng)和亮兵鎮(zhèn)。永慶鄉(xiāng)和亮兵鎮(zhèn)較其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)，生態(tài)資源一般，重要生態(tài)空間少，開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)環(huán)境影響小。永慶鄉(xiāng)及亮兵鎮(zhèn)交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求較大，可作為較大規(guī)模工業(yè)的開(kāi)發(fā)用地。

②適度建設(shè)發(fā)展區(qū)：包括兩江鎮(zhèn)、明月鎮(zhèn)和石門(mén)鎮(zhèn)。這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求大且生態(tài)資源豐富，開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)環(huán)境影響力也大。因此，在這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)中應(yīng)該合理控制建設(shè)發(fā)展的區(qū)域和土地開(kāi)發(fā)的強(qiáng)度，并且防止建設(shè)開(kāi)發(fā)的規(guī)模和速度過(guò)快影響生態(tài)格局。這些區(qū)域可適當(dāng)發(fā)展輕工業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)。

③控制建設(shè)發(fā)展區(qū)：包括萬(wàn)寶鎮(zhèn)和松江鎮(zhèn)。該區(qū)域主要經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求較大，但對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響力一般。這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)地形起伏度較大，因此需要控制該區(qū)域的土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和土地性質(zhì)，建議未來(lái)該區(qū)域發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)和休閑度假旅游業(yè)，在滿足生態(tài)需求的同時(shí)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，合理調(diào)控城鎮(zhèn)建設(shè)用地的發(fā)展，打造宜居的生態(tài)城鎮(zhèn)。

④禁止開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)：包括新合鄉(xiāng)和二道白河鎮(zhèn)。這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要是生態(tài)源地及自然保護(hù)區(qū)的所在地，對(duì)維持生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有著重要的作用。在這些區(qū)域，應(yīng)以生態(tài)保護(hù)為首要任務(wù)，杜絕一切對(duì)生態(tài)環(huán)境有影響的建設(shè)活動(dòng)。

5 總結(jié)

①合理劃定安圖縣域生態(tài)空間，守好安圖縣的綠水青山。嚴(yán)格保護(hù)好安圖縣域內(nèi)的生態(tài)源地及自然保護(hù)區(qū)，并將低生態(tài)安全水平的區(qū)域劃定為生態(tài)保育區(qū)，嚴(yán)格限制一切有損于生態(tài)環(huán)境的活動(dòng)。

②優(yōu)化安圖縣城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)，加快鄉(xiāng)村振興腳步。在滿足生態(tài)保護(hù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化城鎮(zhèn)發(fā)展方向，開(kāi)發(fā)旅游康養(yǎng)類特色小鎮(zhèn)，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)齊頭并進(jìn)。

③加快安圖縣產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程。通過(guò)合理開(kāi)發(fā)旅游資源，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)重點(diǎn)城鎮(zhèn)建設(shè)（如永慶鄉(xiāng)，亮兵鎮(zhèn)），促進(jìn)城鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)融合，更高效、便捷地實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。